2024年中考物理专题复习：大国重器 勇往直“潜”

大国重器，勇往直“潜” 人教版·初三物理 北京市陈经纶中学分校 刘秀华 ——“奋斗者” 号载人深潜器中的力学知识 今天我们上一节专题复习课，课题是“大国重器、勇往直潜” 1 “可上九天揽月，可下五洋捉鳖！” 2020年10月27日，中国载人潜水器”奋斗者号在马里亚纳海沟成功下潜突破10000米，创造了中国载人深潜的新纪录，下潜深度超过了中国“蛟龙号”潜水器。 毛主席诗词中的“可上九天揽月，可下五洋捉鳖！“这份豪情如今已经变成现实。2020年10月27日，中国载人潜水器”奋斗者号在马里亚纳海沟成功下潜突破10000米，创造了中国载人深潜的新纪录，下潜深度超过了中国“蛟龙号”潜水器。 2 在万米海深的地方海水的温度非常低，只有2℃ ，压强非常大。即使1000米的深度，如果温度低于10℃，连甲烷气体都会形成天然气水合物——可燃冰（能源）。那么万米深处的海水压强大到什么程度呢？ 在万米海深的地方海水的温度非常低，只有2℃ ，压强非常大。即使1000米的深度，如果温度低于10℃，连甲烷气体都会形成天然气水合物——可燃冰（能源）。那么万米深处的海水压强有多大呢？ 3 北京市陈经纶中学分校 抗压 一头非洲大象的质量为4t，人背面的表面积为0.8m2。则水下万米深度处，水的压强相当于多少头大象叠起来对人的背面产生的压强？ (ρ水=1.0×103kg/m3, g=10N/kg) 如果一头非洲大象的质量为4t，人的 背面的表面积为0.8m2。则水下万米深度处，水的压强相当于多少头大象叠起来踩在人后背上的压强？完成学案上的学生活动一 4 北京市陈经纶中学分校 抗压 F p S = G象 =40000N S = 0.8m2 解： p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×104m= =108Pa = 0.8× 108N 40000N = 1×108Pa ×0.8m2=0.8 ×108N 2000头 F G = n 还用展示两种方法吗？（前面共10分钟） 5 抗压 北京市陈经纶中学分校 “奋斗者”号为什么能够承受这么大的压强呢？ 阅读文章，回答问题 抗压 北京市陈经纶中学分校 奋斗者号为什么能够承受这么大的压强呢？阅读文章，回答问题，完成学案上学生活动二 7 北京市陈经纶中学分校 抗压 类似球形结构 推动了材料力学和结构力学的发展 纳米级玻璃微球 抗高压、浮力大 新型钛合金 抗高压、减轻了自身的质量，扩大了舱内空间 人手握住鸡蛋，鸡蛋很难捏破。因为此时鸡蛋处于均匀受力状态，鸡蛋的曲面会将压力均匀分散到蛋壳的各个部分。所以潜水器外表采用类似球形的结构来抗压。为了更抗压，深潜器还采用了新型钛合金材料，大大减轻了自身的质量，扩大了舱内空间。纳米级大小的玻璃微球。抗高压、浮力大。就像穿上了救生衣。这几项科研成果也推动了材料力学和结构力学的发展。（5分钟） 8 北京市陈经纶中学分校 做好抗压准备，奋斗者号准备下潜。下面我们一起来观看一段奋斗者号工作的视频剪辑。 9 学生实验： 体验潜水器下潜和上浮过程 下潜、上浮 潜水器 舱内人员及物品 压载铁 北京市陈经纶中学分校 刚才同学们已经观看了潜水艇的工作视频，请你利用桌上的实验器材体验潜水艇下潜和上浮的过程，实验后请同学展示交流。板书下潜的（压载铁、水舱进水，重力大于浮力），上浮（抛压载铁、浮力块，重力小于浮力）（10分钟） 10 “奋斗者”号长10.3m，宽3.2m，高4.5m，不携带压载铁时的总体积约为30m3，空载质量为24t，最大载荷为240kg，水舱的总容积为6m3。 2022年10月执行任务，携带载荷为200kg，4块压载铁的总质量为2t，水舱内注入5.1m3的水开始下潜。已知：ρ海水=1.0×103kg/m3，ρ铁=8.0×103kg/m3，g=10N/kg。 问：（1）在海面下受到的浮力是多大？ （2）接近预定深度，需要抛掉多少吨的压载铁才能实现悬停？（画出受力分析图） 北京市陈经纶中学分校 控制 奋斗者号的上浮和下潜都是通过改变自身重力与浮力的关系实现的。下面请大家解决一个实际问题（+学生展示10分钟） 11 北京市陈经纶中学分校 控制 解： 奋斗者号的上浮和下潜都是通过改变自身重力与浮力的关系实现的。下面请大家解决一个实际问题（+学生展示10分钟） 12 抛掉压载铁后，重力是否改变？为什么？ 抛掉压载铁后，浮力是否改变？为什么？ 请画出平衡时受力分析图。 抛压载铁引起了重力和浮力的变化，把压载铁受到的浮力和重力单独表示出来，在图中物理量怎么标更好一些。 分析： F浮总－F抛铁 G总－G抛铁 或 F